i PPG DALJAB 2022 MODUL TEKNIK OTOMOTIF MENDIAGNOSA KERUSAKAN UNIT FINAL DRIVE (DIFFERENTIAL) RIFQI TRIAWAN, S.Pd TEKNIK KENDARAAN RINGAN OTOMOTIF XI/4
ii VERIFIKASI MODUL Pada hari ini Selasa tanggal 22 bulan November tahun 2022 Modul Mata Pelajaran Pemeliharaan Sasis dan Pemindah Tenaga Kompetensi Keahlian Teknik Kendaraan Ringan Otomotif SMK Negeri 1 Adiwerna telah diverifikasi oleh Ketua Program Keahlian TKRO. Adiwerna, 22 november 2022 Ketua Program Keahlian Penulis Didit Mujiraharjo, S.Pd Rifqi Triawan, S.Pd
iii PRAKATA Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan modul Sistem Rem Konvensional untuk siswa kelas XI SMK. Modul ini disusun berdasarkan format pembuatan Modul pada PPG dalam Jabatan 2022 yang lebih menempatkan siswa sebagai pusat kegiatan belajar (Student Center). Modul ini juga dilengkapi dengan latihan soal untuk menguji pemahaman siswa terkait dengan materi yang terdapat pada modul. Dalam modul Sistem Rem Konvensional ini akan dibahas tentang “Pemeriksaan dan Perbaikan Sistem Rem Konvensional”. Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan modul ini. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan dan kesempurnaan modul ini. Kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu proses penyelesain modul ini, terutama dosen pembimbing PPG dalam Jabatan ini Bapak Ibnu Siswanto, Ph.D., Bapak Dr. Agus Budiman, M.Pd, MT., dan Guru Pamong PPG Bapak Agus Sudarmanto, S.Pd., Bangun Estu Utomo, S.Pd., Bapak Suparman, S.Pd., Bapak Wakidi, S.Pd., yang telah membimbing penyusun dalam pembuatan modul ini. Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya para peserta didik. Adiwerna, 22 November 2022 Penulis Rifqi Triawan, S.Pd
iv DAFTAR ISI DAFTAR ISI ............................................................... III DAFTAR GAMBAR............................................................ V PENDAHULUAN .............................................................. 1 A. Latar belakang.................................................................................................1 B. Tujuan Pembelajaran ......................................................................................1 C. Peta Kompetensi............................................................................................. 2 D. Ruang Lingkup ................................................................................................. 4 E. Saran Cara Penggunaan Modul...................................................................... 5 KEGIATAN PEMBELAJARAN I : GARDAN ..............................107 A. Tujuan.......................................................................................................... 107 B. Indikator Pencapaian Kompetensi............................................................ 107 C. Uraian Materi ............................................................................................. 107 D. Aktifitas Pembelajaran............................................................................. 126 E. Latihan/Tugas............................................................................................. 126 F. Rangkuman ................................................................................................... 128 G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut................................................................ 129
v PENUTUP ...................................................................130 A. Kesimpulan................................................................................................... 130 B. Tindak Lanjut.............................................................................................. 134 D. Evaluasi........................................................................................................ 137 E. Kunci Jawaban Evaluasi ............................................................................. 146 F. Glosarium..................................................................................................... 149 DAFTAR PUSTAKA......................................................... 148
vi DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Penggerak Aksel Suspensi Rigid………………………………………………………………………. 108 Gambar 1. 2 Penggerak Aksel Suspensi Indipenden…………………………………………………………….. 108 Gambar 1. 3 Konstruksi Penggerak Aksel…………………………………………………………………………….. 109 Gambar 1. 4 Konstruksi Deferential…………………………………………………………………………………….. 110 Gambar 1. 5 Komponen-Komponen Diferensial…………………………………………………………………… 110 Gambar 1. 6 Pinion Gear Dan Ring Gear………………………………………………………………………………. 111 Gambar 1. 7 Pinion Gear……………………………………………………………………………………………………… 111 Gambar 1. 8 Posisi Gigi Pinion Terhadap Roda gigi Ring………………………………………………………. 112 Gambar 1. 9 Posisi Jalan Lurus…………………………………………………………………………………………….. 113 Gambar 1. 10 Posisi Belok Kiri…………………………………………………………………………………………….. 113 Gambar 1. 11 Kondisi Jalan Basah dan Kering……………………………………………………………………… 114 Gambar 1. 12 Pengunci Deferensial Mekanis………………………………………………………………………. 115 Gambar 1. 13 Pengunci Deferensial Plat banyak………………………………………………………………….. 116 Gambar 1. 14 Posisi Jalan Lurus…………………………………………………………………………………………… 116 Gambar 1. 15 saat Terjadi Slip…………………………………………………………………………………………….. 117 Gambar 1. 16 Diferensial ratchet………………………………………………………………………………………… 117 Gambar 1. 17 Diferensial torsi…………………………………………………………………………………………….. 118 Gambar 1. 18 Pengunci diferensial hidrolik............................................................................ 119 Gambar 1. 19 Pompa Hidrolis……………………………………………………………………………………………… 119 Gambar 1. 20 Rumah Poros Penggerak Roda Belakang Axle Rijid……………………………………….. 121
vii Gambar 1. 21 Aksel Banjo……………………………………………………………………………………………………. 121 Gambar 1. 22 Aksel Spicer………………………………………………………………………………………………….. 122 Gambar 1. 23 Suspensi Belakang Axle Indipenden………………………………………………………………. 122 Gambar 1. 24 Aksel terompet……………………………………………………………………………………………… 123 Gambar 1. 25 Semi-Floating Axles……………………………………………………………………………………….. 124 Gambar 1. 26 Three Quarter Floating………………………………………………………………………………….. 124 Gambar 1. 27 Full Floating………………………………………………………………………………………………….. 125 Gambar 1. 28 Poros penggerak suspensi indipenden…………………………………………………………… 126
viii
1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Modul 9 ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan peserta didik dalam hal peningkatan kompetensi tentang perbaikan Diferential. Modul ini membahas tentang beberapa hal antara lain : 1. Komponen gardan 2. Fungsi gardan 3. Jenis gardan 4. Cara kerja gardan 5. Pemeriksaan dan perbaikan gardan Modul ini disiapkan sebagai panduan pembelajaran sekaligus merupakan bahan informasi dalam pembelajaran. Di dalamnya selain informasi mengenai pengetahuan dasar, juga memuat beberapa lembaran tugas dan beberapa lembar tes untuk mengukur apakah proses pendidikan telah dapat mengubah sikap/perilaku peserta didik menjadi seseorang yang memiliki kompetensi sesuai standar. Pembelajaran dengan modul ini dapat dilakukan secara klasikal dengan atau tanpa guru, bahkan individual karena menggunakan pendekatan kurikulum 2013. B. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diharapkan dapat : 1. Menjelaskan nama-nama komponen sistem penggerak roda (gardan). 2. Menjelaskan fungsi sistem penggerak roda (gardan). 3. Menjelaskan jenis-jenis sistem penggerak roda (gardan). 4. Menjelaskan cara kerja dari sistem penggerak roda (gardan).
2 C. Peta Kompetensi Program Keahlian : Teknik Otomotif Paket Keahlian : Teknik Teknik Alat Berat (045) Grade Kompetensi Guru Paket Keahlian Indikator Pencapaian Kompetensi A Merawat berkala mekanisme katup Menelaah prinsip kerja mekanismekatup Merawat berkala mekanisme katup Merawat berkalasistem pelumasan dan pendinginan Menelaah prinsip kerja sistem pelumasan dan pendinginan Menelaah minyak pelumas Merawat berkalasistem pemasukan dan pembuangan Menelaah prinsipkerja sistem pemasukan dan pembuangan Merawat berkala sistem pemasukan dan pembuangan Merawat berkalasistem pengapian Menelaah prinsip kerja sistem pengapian konvensional dan elektronis Merawat berkala sistem pengapian konvensional dan elektronis Merawat berkalasistem bahan bakar bensin Menelaah prinsip kerja sistem bahan bakarbensin Merawat berkala sistem bahan bakar bensin Merawat berkalasistem bahan bakar Diesel Menelaah prinsipkerja sistem bahan bakar Diesel Merawat berkala sistem bahan bakar Diesel B Merawat berkalasistem kopling Menelaah prinsipkerja kopling Merawat berkala kopling Merawat berkala transmisi manual Menelaah prinsip kerja transmisi manual Merawat berkala transmisi manual Merawat berkala transmisi otomatis Menelaah prinsipkerja transmisi otomatis Merawat berkala transmisi otomatis
3 Merawat berkala poros propeller, gardan dan aksel roda Menelaah prinsip kerja poros propeller, gardan dan aksel roda Merawat berkala porospropeller, gardan dan aksel roda Merawat berkalasistem kemudi Menelaah prinsip kerjasistem kemudi Merawat berkala sistemkemudi Merawat berkalasistem rem Menelaah prinsip kerja sistem rem Merawat berkala sistemrem Merawat berkala Menelaah Merawat berkala peleg roda kodefikasi peleg dan ban dan ban Merawat berkala sistem supensi Menelaah prinsip kerja sistem suspensi Merawat berkala sistemsuspensi Merawat berkala sistem penerangan, tanda dan pengaman Menelaah prinsip kerja sistem penerangan, tanda dan pengaman Merawat berkala sistem penerangan, tanda danpengaman Merawat berkala sistem penghapus/ pembersih kaca Menelaah prinsip kerja penghapus /pembersih kaca Merawat berkala sistempenghapus/ pembersih kaca Merawat berkala sistem starter dan pengisian Menelaah prinsip kerja sistem starter dan pengisian Merawat berkala sistem starter dan pengisian C Memperbaiki blok motor dan mekanisme engkol Menelaah blok motor dan mekanisme engkol Mendiagnosis kerusakan blok motor dan mekanisme engkol Memperbaiki kepala silinder dan mekanisme katup Menelaah kepala silinder dan mekanisme katup Mendiagnosis kerusakan kepala silinder dan mekanisme katup Memperbaiki sistem pemasukan dan pembuangan Menelaah sistem pemasukan dan pembuangan Mendiagnosis kerusakan sistem pemasukan dan pembuangan Memperbaiki sistem pelumasan dan pendinginan Menelaah sistem pelumasan dan pendinginan Mendiagnosis kerusakan sistem pelumasan dan pendinginan D Memperbaiki sistem rem Menelaah sistemrem Mendiagnosis kerusakan sistem rem Memperbaiki sistem penerangan, tanda dan pengaman Menelaah sistem penerangan, tanda dan Mendiagnosis kerusakan sistem penerangan, tanda dan pengaman
4 E pengaman Memperbaiki sistem penghapus/ pembersih kaca Menelaah sistem penghapus/ pembersih kaca Mendiagnosis kerusakan sistem penghapus/ pembersih kaca G Memperbaiki sistem pengapian Menelaah sistem pengapian konvensional dan elektronis Mendiagnosis kerusakan sistem pengapian konvensional dan Elektronis Memperbaiki Menelaah sistem Mendiagnosis kerusakan Sistem starter dan pengisian Starter dan pengisian Sistem starter dan pengisian H Memperbaiki sistem kopling Menelaah sistem kopling Mendiagnosis kerusakan sistem kopling Memperbaik itransmisi Menelaah transmisi Mendiagnosis kerusakan transmisi Memperbaiki poros propeller, gardan dan aksel roda Menelaah poros propeller, gardandan aksel roda Mendiagnosis kerusakan poros propeller, gardan dan aksel roda I Memperbaiki sistem bahan bakar bensin Menelaah sistem bahan bakar bensin Mendiagnosis kerusakan sistem bahan bakar bensin Memperbaiki sistem bahan bakar Diesel Menelaah sistem Bahan bakar Diesel Mendiagnosis kerusakan Sistem bahan bakar Diesel J Memperbaiki sistem kemudi Menelaah sistem kemudi Mendiagnosis kerusakan sistem kemudi Memperbaiki roda Menelaah peleg dan ban Mendiagnosis kerusakan peleg dan ban Memperbaiki sistem suspensi Menelaah sistem suspensi Mendiagnosis kerusakan sistem suspensi. Melaksanakan Wheel Alignment Menelaah wheel aligment Mendiagnosis kesalahan wheel aligment K Memperbaiki sistem Air Conditioning (AC) Menelaah sistem Air Conditioning (AC) Mendiagnosis kerusakan sistem Air Conditioning (AC) Memperbaiki assesoris Menelaah sistem audio video dan sistem tambahan (GPS, dsb) Mendiagnosis kerusakan pada sistem audio video dan sistem tambahan (GPS, dsb)
5 D. Ruang Lingkup 1. Sistem penggerak roda (gardan). a. Konstruksi sistem penggerak roda (gardan). b. Cara kerja sistem penggerak roda (gardan). c. Prosedur perbikan sistem penggerak roda (gardan) sesuai dengan SOP. E. Saran Cara Penggunaan Modul Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal, dalam menggunakan modul inimaka langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain : 1. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, pesertadidik dapat bertanya pada guru pengampu kegiatan belajar. 2. Kerjakan setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui seberapa besarpemahaman yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang dibahas dalam setiap kegiatan belajar. 3. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-halberikut: a. Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang berlaku. b. Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik. c. Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan) peralatandan bahan yang diperlukan dengan cermat. d. Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar. e. Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus meminta ijin guru atau instruktur terlebih dahulu. f. Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula. g. Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi pada kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada guru yangmengampu kegiatan pembelajaran yang bersangkutan.
6 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1. GARDAN A.Tujuan Setelah belajar materi kegiatan belajar I ini peserta didik diharapkan mampu memahami dan menelaah sistem penggerak roda pada kendaraan ringan. B.Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta mampu ; 1. Menjelaskan fungsi sistem penggerak roda pada kendaraan ringan. 2. Meyebutkan komponen-komponen sistem penggerak roda pada kendaraan ringan. 3. Menjelaskan prosedur pebaikan pada sistem penggerak roda padakendaraan ringan. C.Uraian Materi 1. Pedahuluan Poros aksel belakang yang digunakan pada roda belakang kendaraan adalah merupakan akhir dari sistem pemindah tenaga, hal ini sering disebut final drive. Poros aksel belakang sering keliru disebut diferensial, padahal diferensial hanya bagian dari poros aksel belakang. Desain dasar dari poros aksel belakang telah diadopsi oleh semua produsen kendaraan selama bertahun-tahun. Ada beberapa variasi, tapi semua beroperasi sesuai dengan prinsip-prinsip dasar yang sama. Perbedaan utama poros aksel belakang tergantung pada suspensi belakang yang memiliki kendaraan apakah rigid atau independen.
7 Gambar 1.1 Penggerak Aksel Suspensi Rigid. Gambar 1.2 Penggerak Aksel Suspensi Indipenden. Poros penggerak aksel meliputi unit diferensial, poros penggerak roda, dan rumah poros. kegagalan bagian belakang yang poros bantalan kegagalan. Sebuah penggerak aksel roda belakang yang paling umum ditunjukkan pada Gambar 3.1. Secara umum fungsi dari penggerak eksel (roda belakang) adalah : 1. Memperbesar momen mesin. Jika perbandingan gigi (gear rasio 1 : 1), maka mesin tidak akan mampu menggerakan kendaraan, karena mesin tidak akan mencapai kisaran rpm yang paling efisien. Maka untuk alasan ini, gigi cicin dan gigi pinion di desain dapat memberikan reduksi putaran pada outputnya. Penurunan putaran (reduksi) tersebut antara 2 : 1 sampai 5 : 1, tergantung pada ukuran mesin, kendaraan berat, dan tujuan penggunaan kendaraan. Perbedaan jumlah gigi pada roda gigi ring dan gigi pinion menyebabkan rasio gigi (reduksi), sehungga terjadi perubahan kecepatan dan terjadi
8 peningkatan torsi. Daya dari roda gigi ring mengalir melalui rumah diferensial, roda gigi planet dan roda gigi samping untuk poros roda penggerak. Dengan demikian poros penggerak mentransfer daya dari unit diferensial ke roda belakang. 2. Mengubah arah putaran 900 . Dalam sistem penggerak aksel, tenaga mesin memutar gigi pinion dari penggerak aksel melalui flans. Gigi pinion memutarkan roda gigi ring. Antara gigi pinion dan roda gigi ring terjadi perubahan arah putaran 900 . 3. Menyeimbangkan putaran antar roda kiri dan roda kanan pada saat kendaraan melintasi belokan. Jika kendaraan melalui belokan maka putaran roda-roda dalam satu poros akan berbeda. Sehingga diperlukan suatu sistem yang dapat membuat putaran perbedaan putaran antar roda kiri dan kanan jika kendaraan melintasi belokan dan akan sama putarannya jika kendaraan bergeraklurus. 2. Konstruksi. Gambar 1.3 Konstruksi Penggerak Aksel.
9 Gambar 1.4 Konstruksi Deferential. Diferensial terdiri dari banyak komponen, gigi cincin (Ring Gear), roda gigi pinion (Pinion Gear), bantalan pinion, tumah diferensial, Planetary Gear dan gigi samping (side Gear), dan bantalan sisi. Lihat Gambar 3.5 . Bagian-bagian dan fungsi komponen dijelaskan secara rinci dalam bagian berikut. Gambar 1.5 Komponen-Komponen Diferensial.
10 1. Ring Gear (Roda Gigi Ring) Gambar 1.6 Pinion Gear Dan Ring Gear Gigi penggerak diferensial terdiri dari roda gigi ring (Ring gear) dan roda gigi pinion, gambar 3.6. Roda gigi hypoid menjadikan aliran gaya kearah 90° dan meningkatkan tenaga mesin. Jumlah gigi di ring gear dibandingkan dengan jumlah gigi pinion merupakan rasio poros penggerak. Misalnya, jika ring gear memiliki 40 gigi dan pinion gear memiliki 10 gigi, maka rasionya adalah 40:10, atau 4: 1. Rasio poros penggerak selalu dapat ditentukan dengan membagi jumlah gigi pada ring gear dengan jumlah gigi pada pinion gear. 2. Pinion Gear ( Roda Gigi Pinion) Gambar 1.7 Pinion Gear. Roda gigi pinion adalah roda gigi dari baja yang menjadi satu (integral) dengan poros, Roda gigi pinion berhubungan langsung dengan ring gear. Pada bagian ujung poros roda gigi pinion memiliki splines eksternal yang sesuai dengan splines internal dari diferensial flange. Roda gigi ini didukung oleh dua bantalan rol tirus, disebut bantalan pinion.
11 Dengan desain, posisi gigi pinion terletak di bawah dari ring gear. Dengan desain ini, gigi pinion ditempatkan lebih rendah dari pada poros roda belakang. Hal ini dilakukan untuk menurunkan poros penggerak. Desain gigi spiral memungkinkan gigi-gigi untuk bersentuhan secara bertahap sehingga menciptakan pemindahan daya secara halus. Roda gigi jenis ini disebut gigi hypoid. Gambar 1.8 Posisi Gigi Pinion Terhadap Roda gigi Ring. 3. Rumah Diferensial. Rumah diferesial seagai dudukan dari roda-roda gigi seperti roda gigiplanet dan roda gigi samping beserta poros-porosnya. 4. Planetary Gear Sebagai gigi perantara antara roda gigi saping. 5. Side Gear Roda gigi yang terhubung pada poros penggerak roda. 3. Cara Kerja a. Kendaraan bergerak lurus Ketika kendaraan bergerak lurus, planetary gear tidak beputar. Sehingga kedua roda gigi samping akan berputar pada kecepatan yang sama (terbawa bersama-sama dengan rumah diferestial). Dalam kondisi ini, seluruh mekanisme bergerak sebagai unit tunggal yang solid.
12 Gambar 1.9 Posisi Jalan Lurus. b. Kendaraan berbelok (ke kiri) Ketika kendaraan sedang melintasi belokan (belok kiri), roda kanan perlu berputar lebih fepat dari pada roda kiri, karena panjang lintasan yang dilewati lebih panjang. Pada peristiwa ini roda gigi planet berputar pada porosnya. Karena poros roda gigi planet terpasang pada rumah diferensial maka dalam hal ini roda gigi panet berputar pada porosnya sambil mengelilingi roda gigi samping kiri akibatnya roda gigi samping kanan mendapat bantuan putaran dari roda gigi planet, dengan demikian roda gigisamping kanan berputar lebih cepat disbanding roda gigi kiri. Gambar 1.10 Posisi Belok Kiri. c. Perbedaan traksi roda Salah satu efek samping yang tidak diinginkan dari diferensial konvensional adalah seperti yang mungkin anda pernah melihat, ketika kendaraan pada situasi seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.11 , roda kanan pada jalan yang licin berputar sangat cepat dan roda kiri berhenti, akibatnya kendaraan akan terjebak (tidak bergerak).
13 Gambar 1.11 Kondisi Jalan Basah dan Kering Jika gigi samping kiri (merah) traksinya baik (jalan beraspal dan kering), maka gigi planet (hijau) berputar pada porosnya dan berputar mengelilingi roda gigi samping kiri, karena gigi samping kiri berhenti, dengan demikian roda gigi samping kanan selain berputar bersama-sama dengan rumah defential ditambah tenaga/putaran roda gigi planet. 4. Pengunci Deferensial Seperti yang sudh dijelaskan diatas bahwa jika salah satu roda penggerak pada jalan kering dan lainnya di atas es atau lumpur, ring gear dan rumah diferensial akan menggerakkan roda gigi planet. Namun, roda gigi planet tidak akan mengerakan kedua roda gigi samping. Akan tetapi roda gigi planet oleh rumah diferensial akan berputar di sekitar gigi samping dimana roda pada jalan yang kering. Sebagai hasilnya, roda akan tergelincir, dan kendaraan tidak bergerak. Untuk mengatasi masalah ini, diperlukan pengunci deferensial, yang bertujuan untuk menyatukan antara roda gigi samping kiri dan roda gigi samping kanan. a. Pengunci deferensial menual. Dengan terkuncinya salah satu poros aksel dengan rumah diferensial maka tidak akan terjadi slip salah satu roda (Mencegah) slip salah satu roda saat roda kiri dan kanan koefisien geseknya tidak sama. Setelah kendaraan sudah keluar dari lumpur pengunci harus dilepas, jika lupa penggerak akselbisa pecah.
14 Gambar 1.12 Pengunci Deferensial Mekanis. Cara Kerja : 1. Saat pengunci bebas diferensial bekerja seperti biasa 2. Pengunci bergerak ke kiri dan menghubung ke rumah diferensial 3. Putaran poros penggerak terhubung dengan rumah diferensial oleh pengunci, ( gigi penyesuai tidak dapat berputar pada porosnya ) 4. Poros Penggerak kanan dan kiri berputar bersama - sama dengan rumah diferensial ( n1=n3 ) 5. Untuk melepas lengan didorong ke kanan maka pengunci akan bergerak ke kiri melepas hubungan b. Pengunci diferensial otomatis 1. Kopling plat banyak Gambar 1.13 Pengunci Deferensial Plat banyak.
15 Cara kerja dari diferensial kopling pelat banyak ditunjukkan pada Gambar dibawah ini. Ketika kendaraan bergerak lurus ke depan, diferensial bekerja dengan cara yang sama sebagai diferensial standar, Gambar 3.14. Gambar 3. 14 Posisi Jalan Lurus Ketika belok, kendaraan kehilangan traksi pada satu roda, menyebabkan roda slip, Gambar 16-19B. Sejak roda mengalami slip, roda gigi planet tidak menekan pada roda gigi samping pada roda yang slip. Gigi samping juga tidak menekan ke arah rumah deferensial, dan plat-plat kopling roda yang slip tidak ditekan. Ketika terjadi slip yang besar maka roda gigi samping menekan platplatkopling sehingga daya diberikan ke roda-roda secara merata Gambar 1.15 saat Terjadi Slip.
16 2. Ratchet Diferensial ratchet, menggunakan serangkaian Cams dan ramps untuk mengarahkan daya ke roda dengan traksi yang kecil. Cara kerja tergantung pada kecepatan relatif roda, bukan pada traksi roda. Penyaluran daya melalui satu set gigi yang dapat terhubung dan terlepas. Sistem gigi disebut kopling gigi anjing. Serangkaian Cams dan ramps menghubung dan melepaskan kopling gigi anjing pada roda gigi samping dengan traksi yang lebih kecil. Sebuah contoh diferensial ratchet ditunjukkan pada gambar 16-22. Gambar 3. 16 Diferensial ratchet. 3. Diferensial torsi Torsen diferensial adalah penguncian diferensial menggunakan gear sets yang kompleks. Prinsip mekanis dasar diferensial ini adalah bahwa sementara worms dapat memutar worm wheel, worm wheel tidak bisa memutar worm. Gambar 1.17 Diferensial torsi
17 Seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.17, diferensial torsi memiliki dua Central Worm yang disebut sebagai poros roda gigi cacing. Satu poros roda gigi cacing melekat pada setiap poros as roda. Worm wheel menumpang dan didorong oleh roda gigi cacing pada poros as roda. Worm wheel berada didalam rumah diferensial. Memacu pada hubungan antara roda gigi cacing dan worm wheel membentuk hubungan antara dua poros gandar. Worm Wheel tidak dapat memutar gigi poros, sehingga mereka mengunci diri pada gigi. Dengan cara ini, daya ditransmisikan ke roda gigi cacing pada poros dan as terkunci. Selama kendaraan berjalan lurus ke depan operasi, diferensial bekerja seperti diferensial standar. Ketika kendaraan belok, atau ketika salah satu roda slip, terjadi kecepatan relatif dari roda-roda. Perbedaan kecepatan ini ditularkan dari poros yang berputar lebih cepat ke yang lebih lambat. 4. Pengunci diferensial hidrolik Beberapa kendaran model akhir memiliki penguncian deferensial yang dioperasikan oleh tekanan hidrolik, yang disebut Hydra-Lock, Varilock, atau sistem Georotor. Sebuah penguncian diferensial hidrolik terdiri dari pompa dengan gigi internal dan gigi eksternal, tekanan diafragma berbentuk cincin, dan plat-plat kopling seperti yang digunakan dalam penguncian diferensial konvensional, Gambar 16- 24A. Tekanan minyak yang mengoperasikan sistem hidrolik berasal dari poros roda belakang. Minyak yang digunakan adalah sama juga digunakan untuk pelumasan poros belakang, dan sistem hidrolik tidak terpisah dari komponen poros roda belakang lainnya.
18 Gambar 1.18 Pengunci diferensial hidrolik Gambar 1.19 Pompa Hidrolis. Pompa menyerupai pompa oli mesin jenis,rotor dengan gigi eksternal enam poin dalam sebuah gigi internal dengan tujuh lubang gigi. Ruang antara gigi internal dan eksternal penuh dengan minyak setiap saat. Ketika gigi bergerak dalam hubungan satu sama lain, ruang di sisi isap pompa terbuka dan menarik minyak. Cairan ditekan ke sisi output dari pompa. Menghasilkan tekanan yang dapat digunakan untuk mengoperasikan komponen lain dari diferensial. Gigi internal melekat salah satu as roda gigi samping, gigi eksternal melekat pada poros roda gigi samping yang lain. Ketika kendaraan berjalan lurus kedua roda memiliki traksi yang sama, kedua roda gigi samping berputar pada kecepatan yang sama. Oleh karena itu, roda gigi internal dan eksternal didalam pompa tidak bergerak dalam hubungan satu sama lain, dan tidak ada tekanan hidrolis. Ketika salah satu roda kendaraan kehilangan traksi, maka salah satu roda gigi
19 samping mulai berputar pada tingkat yang lebih cepat dari yang lain. Perbedaan kecepatan poros menyebabkan gigi pompa internal dan eksternal untuk bergerak dalam kaitannya dengan yang lain, sehingga menghasilkan tekanan hidrolik. Tekanan ini dikirim ke cincin diafragma, yang mengembang terhadap plat-plat kopling. Dengan tertekannya plat-plat kopling, maka roda gigi samping terkunci bersama-sama dan menjadi seperti satu unit. Ketika roda mulai berputarpada kecepatan yang sama, gigi internal dan eksternal tidak saling bergerak satu sama lain, dan tidak ada tekanan diproduksi. Dengan tidak ada tekanan pompa yang dihasilkan, cincin diafragma tidak menekan plat-plat kopling. Jika satu roda lagi mulai tergelincir, pompa mulai bekerja lagi. 5.Rumah Aksel Belakang a. Suspensi belakang axle rijid Rumah poros roda belakang aksel rijid merupakan komponen pendukung lainnya seperti : sebagai reservoir untuk pelumas, mengakomodasi sistem suspensi, juga merupakan bagian stasioner dari sistem rem belakang. Rumah poros roda belakang terdiri dari rumah diferensial, dan poros tabung, yang didalamnya terdapat poros penggerak terhubung dengan roda belakang. (Kendaraan dengan suspensi belakang independen tidak akan memiliki tabung poros.)
20 Rumah poros roda belakang memiliki ventilasi untuk mengurangi penumpukan tekanan dan juga memiliki saluran minyak. Gambar 1.20 Rumah Poros Penggerak Roda Belakang Axle Rijid. 1. Aksel Banjo Gambar 1.21 Aksel Banjo. Rumah bantalan lebih kuat menahan gaya ke samping / aksial, biasa digunakan pada kendaraan sedan, Station dan Jep.
21 2. Aksel Spicer Gambar 1.22 Aksel Spicer. Rumah bantalan lebih kuat menahan gaya ke samping / aksial roda korona jenis ini sering digunakan pada jeep dan truk b. Suspensi belakang axle indipenden Pada kendaraan yang memiliki suspensi belakang independen, rumah poros belakang yang digunakan dimodifikasi. Perhatikan bahwa rumah tidak memiliki tabung poros. Poros penggerak roda dapat memindahkan daya dengan sudut bervariasi beberapa derajat, Desain ini memungkinkan setiap roda untuk bergerak secara bebas ke permukaan jalan. Sebuah tabung torsi sering digunakan di depan rumah/bodi untuk meningkatkan kekakuan dan mengurangi getaran. Gambar 1.23 Suspensi Belakang Axle Indipenden. Salah satu contoh untuk konstruksi tersebut adalah Aksel terompet.
22 Rumah bantalan merupakan satu kesatuan yang kokoh dengan rumah aksel, jenis ini paling kuat menahan gaya ke samping / aksial rodakorona biasanya digunakan pada jenis kendaraaan berat Gambar 1.24 Aksel terompet. 6.Poros Penggerak Roda Belakang Poros penggerak roda belakang berfungsi mentransfer daya dari diferensial ke roda belakang. Ada dua jenis utama desain dari poros penggerak. Salah satunyaadalah poros penggerak solid dan yang kedua adalah poros penggerak indipenden. a. Poros penggerak suspense rijid Setiap poros didukung oleh bantalan poros, disebut juga bantalan roda. Bantalan poros dipasang pada poros atau di tabung poros. 1. Semi-floating axles Bantalan dipasang antara pipa aksel dengan poros penggerak aksel dan roda langsung dipasang pada ujung poros. Pada konstruksi ini poros penggerak memikul beban vertikal (beban bodi dan muatannya) dan bebandari samping (pada saat belok). Gambar 1.25 Semi-Floating Axles.
23 2. Three Quarter Floating Gambar 1.26 Three Quarter Floating. Bantalan dipasang antara pipa aksel dengan roda dan poros penggerak aksel tidak langsung memikul berat kendaraan, maka Berat kendaraan dan beban tidak diteruskan ke poros ( Poros tidak menjadi bengkok oleh berat kendaraan ), tetapi gaya ke samping tetap membuat poros menjadi bengkok Bila poros patah roda masih ditahan oleh bantalan. 3. Bebas Memikul ( Full Floating ) Gambar 31.27 Full Floating. Naf roda terpasang kokoh pada pipa aksel melalui dua buah bantalan dan poros penggerak aksel hanya berfungsi menggerakkan / memutar roda sehingga berat kendaraan seluruhnya dijamin / dipikul oleh pipa aksel, tidak diteruskan ke poros penggerak aksel, gaya ke samping juga tidak diteruskan ke poros penggerak aksel. Konstruksi ini paling aman / baik karena poros penggerak tidak menahan berat dan gaya ke samping
24 kendaraan. Mahal dan banyak digunakan pada mobil berat ( misal: truk dan bus ). b. Poros penggerak suspensi indipenden Poros penggerak suspensi indipenden yang digunakan pada kendaraan terdiri dari poros dengan sendi fleksibel. Sendi Fleksibel memungkinkan setiap roda untuk bergerak secara independen dari bodi kendaraan satu sama lain. Gambar 1.28 Poros penggerak suspensi indipenden D. Aktifitas Pembelajaran Peserta didik membaca dengan seksama uraian materi, jika ada yang kurang jelas peserta dapat bertanya/mendiskusikan dengan fasilitator. Peserta mengerjakan tugas dan latihan untuk mengetahui tingkat pemahaman materi yang dibahas. Peserta dibagi menjadi beberapa kelompok kemudian melaksanakan tugas yang ada. E.Latihan/Tugas 1. Yang paling umum terjadi kerusakan pada sistem penggerak roda belakangadalah…. a. Kerusakan bantalan poros. b. Keausan pinion gear. c. Roda gigi planet retak. d. Terlepas roda gigi cincin dan roda gigi pinion.
25 2. Setiap berikut ini adalah fungsi utama dari diferensial kecuali :… a. Menaikanikan tenaga mesin. b. Memungkinkan kendaraan untuk membuat belok. c. Mendukung dan menyelaraskan poros penggerak roda. d. Mengarahkan aliran daya ke roda belakang 3. Rasio poros penggerak roda belakang dapat ditemukan dengan membagijumlah gigi cincin (ring gear) dengan jumlah gigi pada…. a. Gigi samping b. Gigi pinion c. Gigi planet d. Gigi cicncin 4. Setiap berikut digunakan untuk mengatur preload bantalan pinion kecuali :…. a. Spacer yang solid. b. Washer. c. Spacer dilipat. d. Bantalan pinion belakang. 5. Roda gigi cincin (ring gear) mentransfer daya dari gigi pinion k3…. a. Flange pinion b. Rumah diferensial c. Pembawa diferensial d. Yok/Fjans pinion diferensial 6. Masing-masing dari jenis pemasangan bantalan pada poros penggerak rodabelakang ditemukan kecuali:…. a. Poros full-floating. b. Rzeppa poros roda. c. Poros semi-floating. d. Poros roda secara independen ditangguhkan
26 7. Penguncian deferensial mengatasi masalah traksi dengan mengirimkan dayake …. a. Roda dengan traksi yag besar b. Roda kiri dan kanan c. roda yang slip d. Bantalan roda 8. Berikut ini adalah penguncian diferensial kecuali: a. Pengunci deferensial Torsen b. Pengunci deferensial ratchet c. Pengunci deferensial limited-slip d. Pengunci deferensial MacPherson. F. Rangkuman. Secara umum fungsi dari penggerak eksel (roda belakang) adalah : 1. Memperbesar momen mesin. Jika perbandingan gigi (gear rasio 1 : 1), maka mesin tidak akan mampu menggerakan kendaraan, karena mesin tidak akan mencapai kisaran rpm yang paling efisien. Maka untuk alasan ini, gigi cicin dan gigi pinion di desain dapat memberikan reduksi putaran pada outputnya. Penurunan putaran (reduksi) tersebut antara 2 : 1 sampai 5 : 1, tergantung pada ukuran mesin, kendaraan berat, dan tujuan penggunaan kendaraan. Perbedaan jumlah gigi pada roda gigi ring dan gigi pinion menyebabkan rasio gigi (reduksi), sehungga terjadi perubahan kecepatan dan terjadi peningkatan torsi. Daya dari roda gigi ring mengalir melalui rumah diferensial, roda gigi planet dan roda gigi samping untuk poros roda penggerak. Dengan demikian poros penggerak mentransfer daya dari unit diferensial ke roda belakang. 2. Mengubah arah putaran 90 derajat. Dalam sistem penggerak aksel, tenaga mesin memutar gigi pinion dari penggerak aksel melalui flans. Gigi pinion memutarkan roda gigi ring.
27 Antara gigi pinion dan roda gigi ring terjadi perubahan arah putaran 90°. 3. Menyeimbangkan putaran antar roda kiri dan roda kanan pada saat kendaraan melintasi belokan. Jika kendaraan melalui belokan maka putaran roda-roda dalam satu poros akan berbeda. Sehingga diperlukan suatu sistem yang dapat membuat putaran perbedaan putaran antar roda kiri dan kanan jika kendaraan melintasi belokan dan akan sama putarannya jika kendaraan bergeraklurus. Bagian-bagian dan fungsi komponen dijelaskan secara rinci dalam bagianberikut. 1. Ring Gear (Roda Gigi Ring) 2. Pinion Gear ( Roda Gigi Pinion) 3. Rumah Diferensial. 4. Planetary Gear 5. Side Gear G.Umpan Balik dan Tindak Lanjut Guru setelah menyelesaikan latihan dalam modul ini diharapkan mempelajari kembali bagian-bagian yang belum dikuasai dari modul ini untuk dipahami secara mendalam sebagai bekal dalam melaksanakan tugas keprofesian guru dan untukbekal dalam mencapai hasil pelaksanaan uji kompetensi guru dengan ketuntasanminimal materi 80%. Setelah mentuntaskan modul ini maka selanjutnya guru berkewajiban mengikuti uji kompetensi. Dalam hal uji kompetensi, jika hasil tidak dapat mencapai batas nilai minimal ketuntasan yang ditetapkan, maka peserta uji kompetensi wajib mengikuti didik sesuai dengan grade perolehan nilai yang dicapai.
28 PENUTUP A. Kesimpulan Penggerak aksel Poros aksel belakang yang digunakan pada roda belakang kendaraan adalah merupakan akhir dari sistem pemindah tenaga, hal ini sering disebut final drive. Poros aksel belakang sering keliru disebut diferensial, padahaldiferensial hanya bagian dari poros aksel belakang. Desain dasar dari poros aksel belakang telah diadopsi oleh semua produsen kendaraan selama bertahun-tahun. Ada beberapa variasi, tapi semua beroperasi sesuai dengan prinsip-prinsip dasar yang sama. Perbedaan utama poros aksel belakang tergantung pada suspensi belakang yang memiliki kendaraan apakah rigid atau independen. Secara umum fungsi dari penggerak eksel (roda belakang) adalah : 1. Memperbesar momen mesin. 2. Mengubah arah putaran 90 derajat. 3. Menyeimbangkan putaran antar roda kiri dan roda kanan pada saatkendaraan melintasi belokan. Rumah aksel belakang a. Suspensi belakang axle rijid 1. Aksel Banjo 2. Aksel Spicer b. Suspensi belakang axle indipendenPoros penggerak roda belakang c. Poros penggerak suspense rijid 1. Semi-floating axles 2. Three Quarter Floating 3. Bebas Memikul ( Full Floating ) d. Poros penggerak suspensi indipenden
29 B. Tindak Lanjut Peserta didik setelah menyelesaikan latihan dalam modul ini diharapkan mempelajari kembali bagian-bagian yang belum dikuasai dari modul ini untuk dipahami secara mendalam sebagai bekal dalam melaksanakan tugas keprofesian guru dan untuk bekal dalam mencapai hasil pelaksanaan uji kompetensi siswa dengan ketuntasanminimal materi 80%. Setelah mentuntaskan modul ini maka selanjutnya guru berkewajiban mengikuti uji kompetensi. Dalam hal uji kompetensi, jika hasil tidak dapat mencapai batas nilai minimal ketuntasan yang ditetapkan, maka peserta uji kompetensi wajib mengikuti didik sesuai dengan grade perolehan nilai yang dicapai. C. Kunci Jawaban. Kunci Jawaban Kegiatan Pembelajaran 1. 1. Sebuah kopling adalah bagian dari sistem pemindah tenaga yang digunakanuntuk menghubungkan dan memutuskan antara poros penggerak ke poros yang digerakkan, sehingga poros yang digerakkan dapat berputar atau berhenti. 2. Seperti pada sistem rem, koping juga menggunakan gaya gesek dan gaya normal. Kopling aksial adalah satu hubungan antara dua poros yangbergerak dalam arah sama dengan memanfaatkan gaya gesek. 3. Nama nama komponen pada gambar dibawah adalah : 1. Clutch Cover. 2. Diafragma Spring.
30 3. Release Bearing. 4. Pressure Plate. 5. Hub. 6. Flywheel. Kunci Jawaban Kegiatan Pembelajaran. 1. A 2. B 3. B 4. D 5. B 6. D 7. A 8. D D. Evaluasi 1. Paling umum terjadi kerusakan pada sistem penggerak roda belakang adalah…. a. Kerusakan bantalan poros. b. Keausan pinion gear. c. Roda gigi planet retak. d. Terlepas roda gigi cincin dan roda gigi pinion. 2. Setiap berikut ini adalah fungsi utama dari diferensial kecuali :… a. Menaikanikan tenaga mesin. b. Memungkinkan kendaraan untuk membuat belok. c. Mendukung dan menyelaraskan poros penggerak roda. d. Mengarahkan aliran daya ke roda belakang. 3. Rasio poros penggerak roda belakang dapat ditemukan dengan membagijumlah gigi cincin (ring gear) dengan jumlah gigi pada…. a. Gigi samping b. Gigi pinion
31 c. Gigi planet d. Gigi cicncin 4. Setiap berikut digunakan untuk mengatur preload bantalan pinion kecuali... a. Spacer yang solid. b. Washer. c. Spacer dilipat. d. Bantalan pinion belakang. 5. Roda gigi cincin (ring gear) mentransfer daya dari gigi pinion k3…. a. Flange pinion b. Rumah diferensial c. Pembawa diferensial d. Yok/Fjans pinion diferensial 6. Masing-masing dari jenis pemasangan bantalan pada poros penggerak rodabelakang ditemukan kecuali:…. a. Poros full-floating. b. Rzeppa poros roda. c. Poros semi-floating. d. Poros roda secara independen ditangguhkan 7. Penguncian deferensial mengatasi masalah traksi dengan mengirimkan dayake …. e. Roda dengan traksi yag besar f. Roda kiri dan kanan g. roda yang slip h. Bantalan roda 8. Berikut ini adalah penguncian diferensial kecuali: a. Pengunci deferensial Torsen b. Pengunci deferensial ratchet c. Pengunci deferensial limited-slip d. Pengunci deferensial MacPherson. 9. Yang paling umum terjadi kerusakan pada sistem penggerak roda belakangadalah…. a. Kerusakan bantalan poros.
32 b. Keausan pinion gear. c. Roda gigi planet retak. d. Terlepas roda gigi cincin dan roda gigi pinion. 10. Setiap berikut ini adalah fungsi utama dari diferensial kecuali :… a. Menaikanikan tenaga mesin. b. Memungkinkan kendaraan untuk membuat belok. c. Mendukung dan menyelaraskan poros penggerak roda. d. Mengarahkan aliran daya ke roda belakang. 11. Rasio poros penggerak roda belakang dapat ditemukan dengan membagijumlah gigi cincin (ring gear) dengan jumlah gigi pada…. a. Gigi samping b. Gigi pinion c. Gigi planet d. Gigi cicncin 12. Setiap berikut digunakan untuk mengatur preload bantalan pinion kecuali :…. a. Spacer yang solid. b. Washer. c. Spacer dilipat. d. Bantalan pinion belakang. 13. Roda gigi cincin (ring gear) mentransfer daya dari gigi pinion k3…. a. Flange pinion b. Rumah diferensial c. Pembawa diferensial d. Yok/Fjans pinion diferensial 14. Masing-masing dari jenis pemasangan bantalan pada poros penggerak rodabelakang ditemukan kecuali:…. a. Poros full-floating. b. Rzeppa poros roda. c. Poros semi-floating. d. Poros roda secara independen ditangguhkan 15. Penguncian deferensial mengatasi masalah traksi dengan mengirimkan dayake …. a. Roda dengan traksi yag besar
33 b. Roda kiri dan kanan c. roda yang slip d. Bantalan roda 16. Berikut ini adalah penguncian diferensial kecuali: a. Pengunci deferensial Torsen b. Pengunci deferensial ratchet c. Pengunci deferensial limited-slip d. Pengunci deferensial MacPherson.
34
35
36 DAFTAR PUSTAKA https://www.google.co.id/search?newwindow https://www.google.co.id/search?newwindow https://www.google.co.id/search?newwindow https://www.google.co.id/search?q http://www.toyota.com.au/fj-cruiser/features/performance/reardifferential-lock http://www.slideshare.net/sajaysyadavs/differential15319120 https://www.google.co.id/search?newwindow https://www.google.co.id/search?newwindow http://diyford.com/ford-axle-history-identification-ford-differentials/ http://www.volkspage.net/technik/ssp/ssp/SSP_308.pdf
37 GLOSARIUM 1. Dumper : peredam, penahan, penekan 2. Power flow : aliran tenaga 3. Automatic transmission fluid (ATF) : medium cair yang digunakan dalam sistem hidrolik transmisi otomatis 4. Moment : ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya 5. Overdrive : istilah yang digunakan untuk menggambarkan operasi dari sebuah mobil pada kecepatan tinggi dimana output transmisi lebih tinggi dari putaran mesin, menyebabkan konsumsi bahan bakar yang lebih lebih rendah 6. Hidrolis : topik dalam ilmu terapan dan rekayasa berurusan dengan sifat mekanik dari cairan atau cairan. 7. Traksi : gaya gesek maksimum yang bisa dihasilkan antara dua permukaan tanpa mengalami slip